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线粒体主要是母亲遗传的,2号站注册登录一项新的理论认为这是由于第一次性冲突

未知

二号站代理研究

男性和女性的进化利益并不总是一致的。这就是所谓的性别冲突:男性的创新使他们能够繁衍更多的后代,有时会伤害到女性,反之亦然。
 
例如,雄性果蝇在交配时给它们的伴侣注射有毒化学物质。这些毒素会破坏雌性先前配偶的精子,2号站增加其成为后代唯一父亲的机会。但这些毒素也会使雌蝇生病,缩短它们的寿命。反过来,雌性也进化出了对抗这些化学物质的防御能力,有时会以牺牲雄性的成功为代价。
 
生物学家认为,性冲突的根源在于生殖细胞(卵子和精子)的大小和数量。雄性通常会产生大量的精子,使多个卵子受精。另一方面,雌性产生少量的大型生殖细胞,因此在每个细胞上投入更多的能量和资源。
 
我在伦敦大学学院(University College London)的进化生物学家团队现在发现了一种不同的性别冲突,可以追溯到最复杂的有机体由单细胞构成的年代,可能是15亿年前。这种古老的性别冲突——甚至在两性存在之前——与谁的线粒体会遗传给后代有关。
 
谁的线粒体会被传递?
 
我们研究了位于线粒体的基因遗传——线粒体是我们细胞内呼吸和产生能量的结构。在许多动植物中,当卵子受精时,只有母亲的线粒体基因存活下来,而父亲的线粒体则消失了。
 
这并非偶然:女性已经进化出许多机制来识别伴侣进入卵子的线粒体。一旦被检测到,一群酶被派去消化它们。先前的研究表明,去除男性线粒体是保持后代线粒体基因无突变的一种方法。从长远来看,母体健康线粒体的遗传对后代来说是个好消息。
 
但仍有许多例外情况无法解释。在一些物种中,父亲的线粒体仍然没有被消化,就好像父亲已经找到了一种保护线粒体不被发现的方法。更奇怪的是,在像果蝇和许多植物这样的生物体中,是父亲在产生精子的过程中破坏了自己大部分的线粒体。
 
如果母亲遗传像以前的研究显示的那样有益,为什么会有这么多的例外呢?
 
看多或看空
 
在我们的新研究中,我们发现这些例外是由于控制线粒体遗传的性别冲突造成的。
 
通过数学建模,我们发现女性的进化倾向于关注长期影响。线粒体的破坏使得在未来清除有害突变变得更容易,但是这种效果会在许多代人身上显现出来。这种策略在女性身上很有效,因为同一组健康的母系线粒体一遍又一遍地传递给女性。
 
但在这种情况下,雄性的进化时间范围并不长。由于在每一代开始的时候,线粒体的大部分都被母代所取代,因此进化无法从男性的线粒体基因中发现长期的益处。因为没有长期的联系,它们只能在不久的将来受益,这通常意味着现在就把它们的一些线粒体传递下去。因此,即使长期的影响是有害的,雄性也会在短期内提高后代的健康水平。
 
正是这些男性和女性的不同兴趣导致了进化上的军备竞赛,因为两性的选择是朝着相反的方向进行的。雌性的进化努力使后代不受雄性线粒体的影响,而雄性则尽一切努力使自己的线粒体参与其中。
 
我的合著者、遗传学家安德鲁·波米安考斯基说:“男性一次又一次地想出办法来破坏女性对线粒体的破坏。”“因此,雌性不得不开发新的方法来阻止雄性线粒体。我们的模型很好地解释了为什么有这么多不同的机制被用来排除男性线粒体,以及为什么男性有时会自己排除线粒体。”
 
这一切都是关于线粒体遗传的控制——对于男性来说,更好的做法是坐在驾驶座上,决定他们贡献了多少线粒体,而不是完全排除在外。

一场导致性别差异的性冲突
 
有证据表明,这种冲突可以追溯到所有生物都是由单细胞构成的年代。男性和女性不存在,因为所有的生殖细胞都是同样大小的。
 
安德鲁•波米安可夫斯基说:“在这场争斗中,一个生物体获胜的策略之一就是比它们的配偶拥有更多的线粒体,例如,通过增大它们生殖细胞的尺寸。”引人注目的是,这可能是进化成两性的最初动力。“更大的性细胞——未来的卵子——在与线粒体遗传的斗争中获得了优势,简单地通过淹没更小的性细胞——精子的前身——它们提供的线粒体更少。
 
目前大多数生物学家认为两性是通过分工进化而来的,这就是所谓的“破坏性选择”理论。大型雌性生殖细胞可以存活更长的时间,但不能移动太多,而较小的精子虽然脆弱,但移动得更快,可以找到更多的交配对象。
 
如果我们关于性别起源的假设是正确的,那么这一起源故事就有了新的视角,2号站代理可以追溯到一场关于线粒体遗传的古老冲突。在这场古老的战斗中,女性可能只是通过产生更大的充满线粒体的生殖细胞而获胜,从而确保线粒体的传播是有效的片面的(并获得长期的健康益处)。但最终,就像所有的科学假设一样,这一假说必须经受住彻底的实验验证的考验。

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